钢结构课程设计任务书

钢 结 构 课 程 设 计 任 务 书

班级： 学号： 姓名： 一、 设计题目 焊接梯形钢屋架设计 二、 目的

通过钢结构课程设计，掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法。运用有关力学和钢结构课程所学知识对钢屋架进行内力分析、杆件截面设计和节点设计。培养学生解决实际问题的能力。 三、 设计资料

1.广东某厂房总长度90m，跨度根据不同的学号从附表中取 21 m，纵向柱距6m。 2.钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，上柱截面尺寸400×400，梯形钢屋架支撑在柱顶。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度。

3.屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 4.屋架形式、几何尺寸、屋架内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。

5.屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。均为手工焊。 6.屋面做法及荷载标准值：

无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）

荷 载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为

单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； ②屋面各构造层的荷载标准值：

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2 水泥砂浆找平层 0.4KN/m2

保温层 0.2 KN/m2(按附表取) 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.40KN/m2

③可变荷载：屋面活荷载标准值为0.7KN/m，雪荷载标准值为Sk=0.35KN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取 1.2 KN/m2。

7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度16m，

运输高度为3.85m，工地有足够的起重安装条件。 四、设计内容

1.布置屋架和支撑。计算书上用小比例尺作屋架支撑的布置图，并进行编号。钢屋架代号GWJ。支撑代号：屋架上弦横向水平支撑SC；屋架下弦横向水平支撑XC；屋架下弦纵向水

1

2

平支撑ZC；垂直支撑CC；刚性系杆GG；柔性系杆LG。

2.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、屋脊节点、下弦中央节点及支座节点。

3.绘制运输单元的施工图，其中包括屋架简图、屋架运输单元正面图、上下弦平面图、必要的侧面图、剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。设计的节点应尺寸齐备，满足构造要求。 五、设计要求

1.计算书须书写认真，插图应用铅笔按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合。 2. 施工图图面布置合理，图面整洁，线条清楚，图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》，达到施工图的要求。 3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请将自己的取值填入设计任务书中。 六、参考资料

1．中华人民共和国国家标准.钢结构设计规范（GB50017--2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002

2．中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009--2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001

3．中华人民共和国国家标准. 房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）.北京：中国计划出版社，2001

4．中华人民共和国国家标准. 建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）.北京：中国计划出版社，2001

4．夏志斌.钢结构—原理与设计.北京：中国建筑工业出版社，2004

5．周绥平.钢结构.武汉：武汉理工大学出版社，2003（第7章 普通钢屋架设计例题） 6．陈绍蕃.房屋建筑钢结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2004 7．王秀丽.钢结构课程设计指南.北京：中国建筑工业出版社，2010

七、设计步骤及注意事项

1．合理布置支撑体系，主要考虑： （1）上弦横向水平支撑 （2）下弦横向水平支撑 （3）下弦纵向水平支撑 （4）垂直支撑

（5）系杆（刚性或柔性）

并在计算书上画出屋架支撑布置图，并对各榀屋架进行编号。 2．荷载及内力计算

（1）屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑，取较大值。 （2）屋面积灰荷载按指定值计算，积灰荷载属于可变荷载。

2

（3）将屋面分布荷载转化为屋架节点荷载，利用左半跨及全跨单位节点荷载内力图（内力系数，可参考附图）计算各杆内力。

（4）对屋架杆件内力组合时，应考虑至少两种荷载组合。

（5）利用结构的对称性，可仅计算整个屋架杆件在左半跨荷载作用时的杆件内力。 （6）确定屋架左半跨各杆最不利内力（最大拉力或最大压力）。 3．杆件截面选择

（1）先按腹杆最大内力查表确定中间节点板和支座节点板的厚度。

（2）屋架杆件常采用双角钢组合组成的T形截面或十字形截面，要根据λx=λy的等稳条件选择合理的截面形式。

（3）正确确定杆件的长细比，由轴心受力杆确定杆件截面及填板数量。

（4）上弦杆，下弦杆，端斜杆，竖杆及其它腹杆（至少一根）截面选择过程要在计算书内详细说明，其余杆件截面选择可列表进行。

（5）杆件截面规格不宜过多，与垂直支撑相连的竖杆截面则不宜小于2L63×5。 4．节点设计

（1）熟知节点设计的基本要求及一般步骤。 （2）节点设计与施工图绘制往往是同步进行的。

（3）要在计算书内写出一般上下弦节点，下弦跨中节点，下弦支座节点及屋脊节点设计过程。

5．屋架施工图

（1）以较小比例绘出屋架简图，左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及起拱度（起拱度为跨度的1/500）。

（2）屋架正面图，上、下弦平面图。（1：20）

（3）侧面图，剖面图（1：20）及某些节点或零件详图。（1：10）

（4）标注尺寸，包括定位尺寸、加工尺寸等。定位尺寸应包括杆件轴线至角钢肢背的距离为5mm的倍数；节点中心至腹杆等杆件近端的距离；节点中心至节点板上下和左右边缘的距离等。加工尺寸应包括焊缝尺寸、孔洞尺寸等。拼接焊缝要注明工厂焊缝或工地焊缝。 （5）对杆件和零件进行详细编号并列入材料表，编号由主到次，从上到下，从左到右编写。材料表为一榀屋架的材料用量表。

（6）文字说明，包括钢材标号，焊条型号、焊接方法和质量要求；图中未注明的焊缝和螺栓孔直径尺寸；防腐做法以及图中没有表达或表达不够清晰的内容。

6．按时完成设计任务，设计成果包括计算书和施工图二部分，注意要将设计任务书装订在计算书前面。

3

附表

钢屋架跨度、保温层及积灰荷载的取值

4

5

6

附 图

15

a. 18米跨屋架几何尺寸

.279

b．18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值

.0011.01..01.01.010.5GF'EF'DD'CC'BAB'A'53+2.5

c

e

15.3+

g

a

e'c'a'

c. 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

7

02

1

d. 21米跨屋架几何尺寸

e．21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值

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